Свойства оксидов

Физические свойства оксидов разнообразны. Одни из них – газообразные вещества (SO₂, SO₃, CO₂, NO), другие – жидкости (N₂O₄, Mn₂O₇), третьи – твёрдые (CaO, SiО₂, P₂O₅).

Химические свойства оксидов определяются их взаимодействием с водой и другими оксидами, кислотами, щелочами.

О с н о в н ы е о к с и д ы

а) В з а и м о д е й с т в и е с в о д о й.

Оснόвные оксиды Li₂O, Na₂O, K₂O, CaO, BaO реагируют с водой согласно общей схемы:

При написании уравнений таких реакций следует помнить, что степень окисления металла в образующемся основании равна его степени окисления в исходном оксиде.

Примеры:

+ H₂O = 2 ; + H₂O = .

оксид вода гидроксид оксид вода гидроксид

натрия натрия бария бария

Основные оксиды, образованные такими металлами, как Cu, Fe, Cr, с водой не реагируют. Соответствующие им основания получают другими способами.

б) В з а и м о д е й с т в и е с к и с л о т а м и.

Практически все основные оксиды реагируют с кислотами с образованием солей по общей схеме:

Следует помнить, что в образующейся соли валентность металла такая же, как в исходном оксиде, а валентность кислотного остатка такая же, как в исходной кислоте.

Примеры:

+ 2 = + H₂O; + = + H₂O;

оксид хлорово- хлорид вода оксид серная сульфат вода

кальция дородная кальция натрия кислота натрия

кислота

в) В з а и м о д е й с т в и е с к и с л о т н ы м и о к с и д а м и

Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами с образованием солей согласно общей схемы:

В образующейся соли степень окисления металла такая же, как и в исходном основном оксиде. Кроме того, следует запомнить, что в состав соли входит остаток той кислоты, которая соответствует кислотному оксиду, вступающему в реакцию. Например, если в реакцию вступает кислотный оксид N₂O₅, которому соответствует кислота HNO₃(указана в скобках), то в состав соли будет входить остаток этой кислоты, т. е. NO₃. Его заряд, как вы уже знаете, равен 1–:

+ = .

оксид оксид нитрат

кальция азота(V) кальция

Если же в реакцию вступает кислотный оксид Р₂О₅, которому соответствует кислота Н₃РО₄ (указана в скобках), то в составе образующейся соли будет остаток этой кислоты, т. е. РO₄ с с зарядом, равным 3–:

3 + = 2 .

оксид оксид фосфат

натрия фосфора(V) натрия

К и с л о т н ы е о к с и д ы

а)В з а и м о д е й с т в и е с в о д о й

Кислотные оксиды, кроме оксида кремния SiO₂, реагируют с водой согласно общей схемы:

Например:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄; CO₂ + H₂O = H₂CO₃

оксид вода серная оксид вода угольная

серы(VI) кислота углерода(IV) кислота

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄; N₂O₅ + H₂O = 2HNO₃;

оксид вода фосфорная оксид вода азотная

фосфора(V) кислота азота(V) кислота

Таким образом, каждому кислотному оксиду соответствует кислородсодержащая кислота. Несмотря на то, что оксид кремния SiO₂ с водой не реагирует, ему тоже соответствует кислота H₂SiO₃, но её получают другими способами.

б)В з а и м о д е й с т в и е со щ ё л о ч а м и

Все кислотные оксиды реагируют с щёлочами согласно общей схемы:

В образующейся соли степень окисления металла такая же, как и в исходной щёлочи. Кроме того, в состав соли входит остаток той кислоты, которая соответствует данному кислотному оксиду. Например, если в реакцию вступает кислотный оксид CO₂, которому соответствует кислота H₂ CO₃ (указана в скобках), то в состав соли будет входить остаток этой кислоты, т. е. CO₃, заряд которого равен 2–:

+ = + H₂O.

оксид гидроксид карбонат вода

углерода(IV) натрия натрия

Если же в реакцию вступает кислотный оксид N₂О₅, которому соответствует кислота HNO₃ (указана в скобках), то в составе образующейся соли будет остаток этой кислоты, т. е. NO₃ с зарядом, равным 1–:

+ = + H₂O.

оксид гидроксид нитрат вода

азата(V) кальция кальция

в) Р е а к ц и и с о с н о в н ы м и о к с и д а м и

Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами с образованием солей согласно общей схемы:

В образующейся соли степень окисления металла такая же, как и в исходном основном оксиде. Кроме того, следует запомнить, что в состав соли входит остаток той кислоты, которая соответствует кислотному оксиду, вступающему в реакцию. Например, если в реакцию вступает кислотный оксид SO₃, которому соответствует кислота H₂ SO₄ (указана в скобках), то в состав соли будет входить остаток этой кислоты, т. е. SO₄:

+ = .

оксид оксид сульфат

серы(VI) натрия натрия

Если же в реакцию вступает кислотный оксид Р₂О₅, которому соответствует кислота Н₃РО₄ (указана в скобках), то в составе образующейся соли будет остаток этой кислоты, т. е. РO₄:

+ 3 = .

оксид оксид фосфат

фосфора(V) кальция кальция

А м ф о т е р н ы е о к с и д ы

Амфотерные оксиды обладают свойствами как оснóвных, так и кислотных оксидов, т. е. они взаимодействуют и с кислотами, и со щелочами. В обоих случаях образуется соль и вода. Например, амфотерный оксид цинка взаимодействует с соляной кислотой согласно уравнению:

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O

При взаимодействии этого оксида с расплавленной щелочью образуется цинкат – соль несуществующей «цинковой кислоты» H₂ZnO₂ (это – формула гидроксида цинка Zn(OH)₂, записанная в виде кислоты: Zn(OH)₂ = H₂ZnO₂). Поэтому уравнение данной реакции имеет вид:

ZnO + 2NaOH _(распл) Na₂ZnO₂ + H₂O.

Если же амфотерный оксид реагирует со щёлочью не в расплаве, а в водном растворе, то в реакции принимает участие и вода. При этом образуется комплексное соединение:

ZnO + 2NaOH + H₂O = (Na₂ZnO₂ · 2H₂O) = Na₂[Zn(OH)₄].

Так же взаимодействуют с кислотами и щелочами амфотерные оксиды бериллия, олова(II) и свинца(II).

Амфотерный оксид алюминия реагирует с азотной кислотой согласно уравнению:

Al₂O₃ + 6HNO₃ = 2Al(NO₃)₃ + 3H₂O.

При взаимодействии этого оксида с расплавленной щелочью могут образоваться соли несуществующих «алюминиевых кислот» H₃AlO₃ и HAlO₂ – соответственно ортоалюминаты и метаалюминаты. Поэтому уравнения указанных реакций имеют вид:

Al₂O₃ + 6NaOH _(распл) 2Na₃AlO₃ + 3H₂O;

Al₂O₃ + 2NaOH _(распл) 2NaAlO₂ + H₂O;

При взаимодействии оксида алюминия со щёлочью в водном растворе в реакции принимает участие и вода. При этом образуются комплексные соединения:

Al₂O₃ + 6NaOH + 3H₂O = (2Na₃AlO₃ · 3H₂O) = 2Na₃[Al(OH)₆];

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = (2NaAlO₂ · 2H₂O) = 2Na[Al(OH)₄].

Амфотерные оксиды взаимодействуют как с кислотными, так и с оснóвными оксидами с образованием солей:

Al₂O₃ + 3SO₃ = Al₂(SO₄)₃; ZnO + P₂O₅ = Zn₃(PO₄)₂;

Al₂O₃ + Na₂O = 2NaAlO₂; BeO + CaO = CaBeO₂.